2019高考化學(xué) 第3章（金屬及其化合物）第1節(jié) 鈉及其化合物 考點（3）碳酸鈉與碳酸氫鈉講與練（含解析）.doc

考點三碳酸鈉與碳酸氫鈉李仕才1碳酸鈉與碳酸氫鈉2.Na2CO3與NaHCO3的鑒別與除雜(1)鑒別(2)除雜3.Na2CO3的制備侯氏制堿法向飽和NaCl溶液中，先通足量NH3，再通入足量CO2，由于NaHCO3的溶解度較小，會以固體形式析出，反應(yīng)的方程式為NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl。將固體過濾后，再灼燒即可得純堿，化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)1用試管加熱碳酸氫鈉固體時，使試管向上傾斜。()2向Na2CO3溶液中逐滴加入含等物質(zhì)的量的HCl溶液，生成的CO2與原Na2CO3的物質(zhì)的量之比為12。()3用熱的純堿水清除炊具上殘留的油污，沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。()4確定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，觀察是否出現(xiàn)白色渾濁。()5向Na2CO3飽和溶液中通入CO2，有NaHCO3晶體析出。()6向某溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，該溶液一定是碳酸鹽溶液。()7用酚酞試液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液。()8除去CO2氣體中的HCl氣體，可將混合氣體通過飽和NaHCO3溶液。()9向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3飽和溶液，又有CaCO3沉淀生成。()1Na2CO3、NaHCO3的水溶液呈堿性，且Na2CO3俗稱純堿，但它們不是堿，是鹽。2NaHCO3與堿溶液反應(yīng)的實質(zhì)是HCO與OH反應(yīng)生成CO，CO有可能發(fā)生后續(xù)反應(yīng)，如NaHCO3與Ca(OH)2溶液反應(yīng)可以生成白色沉淀CaCO3。3不能用澄清石灰水來鑒別Na2CO3與NaHCO3：Ca(OH)2溶液與二者反應(yīng)均生成白色沉淀CaCO3，無法區(qū)別。4用鹽酸鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液時，要求兩溶液濃度相差不大，且加入的鹽酸等濃度且不宜過大。一、Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)及應(yīng)用1有關(guān)Na2CO3和NaHCO3的敘述中正確的是()ANa2CO3比NaHCO3的熱穩(wěn)定性強(qiáng)BNa2CO3和NaHCO3溶液中離子的種類不同CNa2CO3和NaHCO3均可與NaOH溶液反應(yīng)D相同質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3與足量鹽酸作用時，產(chǎn)生的氣體質(zhì)量相同解析：Na2CO3受熱不分解，而NaHCO3受熱分解，A對；Na2CO3和NaHCO3溶液中離子的種類相同，B錯；Na2CO3與NaOH溶液不反應(yīng)，C錯；相同質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3與足量鹽酸作用時，NaHCO3產(chǎn)生的氣體質(zhì)量大，D錯。答案：A2有關(guān)NaHCO3和Na2CO3的性質(zhì)，以下敘述錯誤的是()A等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生的CO2體積小B等物質(zhì)的量的兩種鹽與同濃度鹽酸完全反應(yīng)，所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍C將石灰水加入NaHCO3溶液中不產(chǎn)生沉淀，加入Na2CO3溶液中產(chǎn)生白色沉淀D相同條件下，同物質(zhì)的量濃度的兩種溶液，Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液的pH解析：NaHCO3的摩爾質(zhì)量小于Na2CO3的摩爾質(zhì)量，等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3，其物質(zhì)的量的大小關(guān)系為n(NaHCO3)>n(Na2CO3)，即在相同條件下NaHCO3產(chǎn)生CO2的體積大；物質(zhì)的量相等的NaHCO3、Na2CO3與鹽酸反應(yīng)，消耗同濃度鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍；NaHCO3溶液中HCO與OH反應(yīng)生成CO，CO與Ca2結(jié)合生成CaCO3沉淀；相同條件下，等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的pH大。答案：C3如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。下列操作正確的是()Aa通入CO2，然后b通入NH3，c中放堿石灰Bb通入NH3，然后a通入CO2，c中放堿石灰Ca通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉D(zhuǎn)b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉解析：侯氏制堿法的原理是向飽和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氫鈉溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大，所以先通NH3，但為了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考慮NH3的尾氣處理，所以選擇放蘸稀硫酸的脫脂棉，即C選項正確。答案：C4為除去括號內(nèi)的雜質(zhì)，所選用的試劑或方法不正確的是()ANa2CO3溶液(NaHCO3)，選用適量的NaOH溶液BNaHCO3溶液(Na2CO3)，應(yīng)通入過量的CO2氣體CNa2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱DNa2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾解析：Na2CO3和Na2SO4均能與Ba(OH)2反應(yīng)，不能達(dá)到除雜的目的。答案：D二、Na2CO3與NaHCO3的鑒別5楊老師在課堂上出示兩瓶失去標(biāo)簽的Na2CO3和NaHCO3無色飽和溶液，希望班里的同學(xué)提出簡便的鑒別方法，該班同學(xué)踴躍提出看法，其中不合理的是()用干燥的pH試紙檢驗，pH大的是Na2CO3取同體積的溶液于兩支試管中，滴入酚酞試液，紅色較深的是Na2CO3取同體積的溶液于兩支試管中，加熱，有氣泡產(chǎn)生的是NaHCO3取同體積的溶液于兩支試管中，逐滴加入稀鹽酸，開始就有氣體放出的是NaHCO3取同體積的溶液于兩支試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3取同體積的溶液于兩支試管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3A BC D解析：Na2CO3水解程度大，溶液堿性強(qiáng)，正確；NaHCO3在溶液中加熱不分解，錯誤；取同體積的溶液于兩支試管中，逐滴加入稀鹽酸，開始就有氣體放出的是NaHCO3，正確；BaCl2溶液與Na2CO3反應(yīng)生成BaCO3沉淀，與NaHCO3不反應(yīng)，正確；取同體積的溶液于兩支試管中，滴加Ba(OH)2溶液，均生成白色沉淀，錯誤。答案：B6某?；瘜W(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如下圖所示。(1)只根據(jù)圖、所示實驗，能夠達(dá)到實驗?zāi)康牡氖莀(填裝置序號)。(2)圖、所示實驗均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；與實驗相比，實驗的優(yōu)點是_(填選項序號)。A比復(fù)雜B比安全C比操作簡便D可以做到用一套裝置同時進(jìn)行兩個對比實驗，而不行(3)若用實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是_ (填化學(xué)式)。解析：(1)圖不能達(dá)到實驗?zāi)康?，因為無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可以與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳?xì)怏w與澄清石灰水作用變渾濁，故不可以；圖可以鑒別，因為等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的稀鹽酸反應(yīng)，生成的二氧化碳?xì)怏w的量不同，可根據(jù)氣球膨脹程度來判斷。(2)圖、所涉及的化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，實驗的優(yōu)點是可同時做對比實驗。(3)試管B裝入碳酸氫鈉，試管A裝入碳酸鈉，這樣直接加熱的碳酸鈉，溫度高，不分解，不能使澄清石灰水變渾濁，而間接加熱的碳酸氫鈉分解，使澄清石灰水變渾濁，表明了碳酸氫鈉很不穩(wěn)定。答案：(1)(2)2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2OD(3)NaHCO3三、Na2CO3與NaHCO3的綜合實驗探究7Na2CO3是一種重要的化學(xué)物質(zhì)，某學(xué)生擬在實驗室中制備并分析Na2CO3的純度。實驗一：Na2CO3制備：用50 mL NaOH溶液吸收CO2氣體制備Na2CO3，為防止通入的CO2過量而生成NaHCO3，他設(shè)計了如下步驟：()用25 mL NaOH溶液吸收過量的CO2氣體，至CO2氣體不再溶解；()小心煮沸溶液12 min；()在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液，使溶液充分混合。(1)按他的設(shè)計，第()步實驗裝置如圖所示：裝置A使用的試劑是_。裝置B使用的試劑是_，作用是_。有人認(rèn)為實驗步驟()()的順序可對調(diào)，即先混合，再煮沸，你認(rèn)為是否合理_(填“是”或“否”)，理由是_。實驗二：Na2CO3純度的分析：實驗裝置如圖所示，裝置B中盛有10.0 g的Na2CO3樣品假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)，原容器中CO2含量可忽略不計，各裝置內(nèi)反應(yīng)完全。實驗室可供選擇的試劑和藥品還有Zn粒、濃H2SO4、CaCO3(s)、蒸餾水。(2)裝置A錐形瓶內(nèi)盛有_，裝置A的作用是_。裝置B分液漏斗中裝有_。(3)若無裝置C，實驗結(jié)果將_(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。裝置E的作用是_。(4)若實驗后，裝置D的質(zhì)量增加3.96 g，則該Na2CO3樣品的純度為_。解析：(1)裝置A是CO2的發(fā)生裝置，用的藥品是鹽酸和CaCO3；裝置B的作用是除去CO2中的HCl，最好的試劑是飽和NaHCO3溶液；因為CO2在水中有一定的溶解性，所以要先加熱煮沸，除去溶解在水中的CO2，再使()中生成NaHCO3與NaOH反應(yīng)生成純凈的Na2CO3。(2)裝置A用于制取H2，用的藥品是鋅粒和稀硫酸，目的是把裝置B產(chǎn)生的CO2都趕到裝置D中被堿石灰吸收，使實驗數(shù)據(jù)盡可能準(zhǔn)確；裝置B發(fā)生的是酸與Na2CO3生成CO2的反應(yīng)，后面沒有除雜裝置，所以可用不揮發(fā)的稀硫酸。(3)裝置C用來吸收CO2中的水蒸氣，若無此裝置，裝置D中的堿石灰不僅會吸收CO2還會吸收水蒸氣，使測得的CO2的量偏高，導(dǎo)致Na2CO3的含量偏高；裝置E是為了防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入裝置D中，對實驗造成誤差。(4)裝置D的質(zhì)量增加3.96 g，增加的質(zhì)量為Na2CO3和稀硫酸反應(yīng)生成的CO2的質(zhì)量，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系知：Na2CO3CO2 106 44 m(Na2CO3) 3.96 g，解得m(Na2CO3)9.54 g，w(Na2CO3)100%95.4%。答案：(1)石灰石和稀鹽酸飽和NaHCO3溶液吸收CO2氣體中的HCl否若不先驅(qū)出溶液中溶解的CO2氣體，步驟()加入的NaOH將有一部分與CO2反應(yīng)，得到的Na2CO3不純(2)Zn粒裝置A中生成的H2推動裝置B中的CO2氣體，使裝置B中的CO2氣體全部被裝置D中的堿石灰吸收稀硫酸(3)偏高防止空氣中的水蒸氣、CO2等氣體進(jìn)入裝置D中，使裝置D中堿石灰的質(zhì)量增加(4)95.4% Na2CO3、NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的綜合計算1 與足量鹽酸反應(yīng)的定量關(guān)系2 Na2CO3、NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的基本圖象(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系如圖所示。圖象特點：Oa段、ab段消耗鹽酸的體積相等。反應(yīng)原理：Oa段COH=HCO，ab段HCOH=H2OCO2。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系如圖所示。圖象特點：從O點開始即產(chǎn)生CO2氣體。反應(yīng)原理：HCOH=H2OCO2。(3)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系如圖所示(設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為mn11，其他比例時的圖象略)。圖象特點：Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量。反應(yīng)原理：Oa段COH=HCO，ab段HCOH=H2OCO2。(4)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系如圖所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比xy11，其他比例時的圖象略)。圖象特點：Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量。反應(yīng)原理：Oa段HOH=H2O，COH=HCO；ab段HCOH=H2OCO2。3 CO2與NaOH反應(yīng)后產(chǎn)物成分的確定和計算(1)有關(guān)NaOH與CO2的反應(yīng)規(guī)律 (2)CO2與NaOH反應(yīng)后溶液成分的判斷方法若a0(即圖象從原點開始)，溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3；若V(Oa)V(ab)(即Oa段與ab段消耗鹽酸的體積相同)，溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3；若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積大于ab段消耗鹽酸的體積)，溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaOH；若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積小于ab段消耗鹽酸的體積)，溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3。1向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 molL1稀鹽酸，CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A在0a范圍內(nèi)，只發(fā)生中和反應(yīng)Bab斜段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO2H=H2OCO2Ca0.3D原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為12解析：向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 molL1稀鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)依次為OHH=H2O，COH=HCO，HCOH=CO2H2O，據(jù)此可以解答。在0a范圍內(nèi)，發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)該是OHH=H2O，COH=HCO，不只發(fā)生中和反應(yīng)，A錯誤；ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCOH=CO2H2O，B錯誤；從圖象知生成CO2 0.01 mol，根據(jù)方程式HCOH=CO2H2O可知消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.01 mol，故a0.3，C正確；根據(jù)方程式和圖象可知Na2CO3的物質(zhì)的量是0.01 mol，共計消耗鹽酸0.02 mol，所以與氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸是0.04 mol0.02 mol0.02 mol，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.02 mol，因此原混合液中，NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為21，D錯誤。答案：C2現(xiàn)有25 mL 2 molL1的Na2CO3溶液和75 mL 1 molL1的稀鹽酸。(1)將Na2CO3溶液逐滴滴入稀鹽酸中；(2)將稀鹽酸逐滴滴入Na2CO3溶液中。兩操作的現(xiàn)象及結(jié)果(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為()A現(xiàn)象相同，所得氣體的體積相等B現(xiàn)象相同，所得氣體的體積不等C現(xiàn)象不同，所得氣體的體積相等D現(xiàn)象不同，所得氣體的體積不等解析：把Na2CO3溶液逐滴加到鹽酸中，開始時鹽酸過量，則發(fā)生反應(yīng)Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，開始就有氣體放出。若將鹽酸滴到Na2CO3溶液中，開始時Na2CO3過量，只發(fā)生反應(yīng)Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl，無氣體放出，只有在Na2CO3全部轉(zhuǎn)化成NaHCO3后再滴加鹽酸才有氣體放出。n(Na2CO3)n(HCl)(0.025 L2 molL1)(0.075 L1 molL1)23>12，故產(chǎn)生的CO2的體積不相同。答案：D3向四只盛有一定量NaOH溶液的燒杯中通入不同量的CO2氣體，再在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，并將溶液加熱，產(chǎn)生的CO2氣體與HCl物質(zhì)的量的關(guān)系如圖(忽略CO2的溶解和HCl的揮發(fā))：則下列分析都正確的組合是()圖對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3圖對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3，且二者的物質(zhì)的量之比為11圖對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3，且二者的物質(zhì)的量之比為11圖對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3A BC D解析：圖象中從O點即開始產(chǎn)生CO2氣體，對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3，正確；圖象中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量，對應(yīng)的溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3，且二者的物質(zhì)的量之比，正確；圖象中，Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量，對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3，不正確；圖象中，Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量，對應(yīng)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3、NaOH，且二者的物質(zhì)的量之比：，不正確。答案：A4取等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液A和B兩份，每份10 mL，分別向A、B中通入不等量的CO2，再繼續(xù)向兩溶液中逐滴加入0.1 molL1的鹽酸，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生的CO2氣體體積與所加的鹽酸體積之間的關(guān)系如圖所示，下列敘述正確的是()A原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5 molL1BA曲線表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶質(zhì)成分是Na2CO3和NaHCO3CB曲線中當(dāng)耗鹽酸0<V(鹽酸)<25 mL時發(fā)生的離子反應(yīng)為OHH=H2O、HCO=HCODB曲線表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加鹽酸后產(chǎn)生CO2氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的最大值為112 mL解析：兩份等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液A和B，每份10 mL，分別向A、B中通入不等量的CO2，再繼續(xù)向兩溶液中逐滴加入0.1 molL1的鹽酸，根據(jù)圖象可知，當(dāng)加入75 mL鹽酸時，CO2的生成量不再發(fā)生變化，所以生成的氯化鈉為0.007 5 mol，根據(jù)原子守恒可知，A和B中氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.007 5 mol，濃度是0.75 molL1，A不正確。由于碳酸鈉和鹽酸的反應(yīng)是分步進(jìn)行的，即碳酸鈉首先與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉，然后碳酸氫鈉再與鹽酸反應(yīng)生成CO2，所以根據(jù)圖象可知A曲線表示的溶液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，而B曲線表示的溶液中含有碳酸鈉和碳酸氫鈉，B、C不正確；B曲線中NaHCO3和HCl反應(yīng)生成CO2所消耗的鹽酸是50 mL(75 mL25 mL)，所以生成的CO2是0.005 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是112 mL，D正確。答案：D